RabbitMQ基础知识

RabbitMQ简介

RabbitMQ 是一个在 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol ）基础上实现的，可复用的企业消息系统。它可以用于大型软件系统各个模块之间的高效通信，支持高并发，支持可扩展。它支持多种客户端：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP 等，支持 AJAX，持久化，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。

RabbitMQ 是使用 Erlang 编写的一个开源的消息队列，本身支持很多的协议：AMQP，XMPP, SMTP, STOMP，也正是如此，使的它变的非常重量级，更适合于企业级的开发。它同时实现了一个 Broker 构架，这意味着消息在发送给客户端时先在中心队列排队，对路由(Routing)、负载均衡(Load balance)或者数据持久化有很好的支持。

RabbitMQ特点

• 可靠性: RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性， 如持久化、传输确认及发布确认等。
• 灵活的路由 : 在消息进入队列之前，通过交换器来路由消息。对于典型的路由功能， RabbitMQ 己经提供了一些内置的交换器来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个交换器绑定在一起， 也可以通过插件机制来实现自己的交换器。
• 扩展性: 多个 RabbitMQ 节点可以组成一个集群，也可以根据实际业务情况动态地扩展集群中节点。
• 高可用性 : 队列可以在集群中的机器上设置镜像，使得在部分节点出现问题的情况下队列仍然可用。
• 多种协议: RabbitMQ 除了原生支持 AMQP 协议，还支持 STOMP， MQTT 等多种消息中间件协议。
• 多语言客户端 :RabbitMQ 几乎支持所有常用语言，比如 Java、 Python、 Ruby、 PHP、 C#、 JavaScript 等。
• 管理界面 : RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息、集群中的节点等。
• 插件机制 : RabbitMQ 提供了许多插件，以实现从多方面进行扩展，当然也可以编写自 己的插件

RabbitMQ核心概念

RabbitMQ 整体上是一个生产者与消费者模型，主要负责接收、存储和转发消息。从计算机术语层面来说，RabbitMQ 模型是一种交换机模型。

整体模型架构：

Producer(生产者) :生产消息

Consumer(消费者) :消费消息

消息由 消息头（或者说是标签 Label）和 消息体组成。消息体也可称为 payLoad ,消息体是不透明的，而消息头则由一系列的可选属性组成，这些属性包括 routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。生产者把消息交由 RabbitMQ 后，RabbitMQ 会根据消息头把消息发送给感兴趣的消费者。

交换器（EXchange）:

在 RabbitMQ 中，消息不是直接投递到 Queue(消息队列) ，中间必须经过 Exchange(交换器) ，交换器会把消息分配到对应的消息队列。

交换器接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列中，如果路由不到，或返回给 生产者，或许直接丢弃 。

RabbitMQ 的 交换器有 4 种类型，不同的类型对应着不同的路由策略：direct(默认)，fanout, topic, 和 headers。

RabbitMQ 中通过 Binding(绑定) 将 Exchange(交换器) 与 Queue(消息队列) 关联起来。

生产者将消息发送给交换器时，需要一个 RoutingKey,当 BindingKey 和 RoutingKey 相匹配时，消息会被路由到对应的队列中。在绑定多个队列到同一个交换器的时候，这些绑定允许使用相同的 BindingKey。BindingKey 并不是在所有的情况下都生效，它依赖于交换器类型，比如 fanout 类型的交换器就会无视，而是将消息路由到所有绑定到该交换器的队列中。

多个消费者可以订阅同一个队列，这时队列中的消息会被平均分摊（Round-Robin，即轮询）给多个消费者进行处理，而不是每个消费者都收到所有的消息并处理，这样避免消息被重复消费。

RabbitMQ 不支持队列层面的广播消费。

交换器类型

fanout:速度快。把所有发送到该 Exchange 的消息路由到所有与它绑定的 Queue 中，不需要做任何判断操作，所以 fanout 类型是所有的交换机类型里面速度最快的。fanout 类型常用来广播消息。

direct:把消息路由到那些 Bindingkey 与 RoutingKey 完全匹配的 Queue 中。

topic:模糊匹配。BindingKey 和 RoutingKey 都是点号“．”分隔的字符串。 BindingKey 中可以存在两种特殊字符串“”和“#”，用于做模糊匹配，其中“”用于匹配一个单词，“#”用于匹配多个单词(可以是零个)。

header:性能很差 不推荐。

Broker服务节点，Queue队列，EXchange交换器

• Broker：可以看做 RabbitMQ 的服务节点。一般情况下一个 Broker 可以看做一个 RabbitMQ 服务器。
• Queue：RabbitMQ 的内部对象，用于存储消息。多个消费者可以订阅同一队列，这时队列中的消息会被平摊（轮询）给多个消费者进行处理。
• Exchange：生产者将消息发送到交换器，由交换器将消息路由到一个或者多个队列中。当路由不到时，或返回给生产者或直接丢弃

死信队列定义及产生原因

DLX，全称为

Dead-Letter-Exchange

，死信交换器，死信邮箱。当消息在一个队列中变成死信 (

dead message

) 之后，它会被重新发送到另一个交换器中，这个交换器就是 DLX，绑定 DLX 的队列就称之为死信队列。

导致的死信的几种原因：

• 消息被拒（Basic.Reject /Basic.Nack) 且 requeue = false。
• 消息 TTL 过期
• 队列满了，无法再添加

延迟队列及实现

延迟队列指的是消息被发送以后，并不想让消费者立刻拿到消息，而是等待特定时间后，消费者才能拿到这个消息进行消费。

RabbitMQ 本身没有延迟队列，要实现延迟消息，一般有两种方式：

1. 通过 RabbitMQ 本身队列的特性来实现，需要使用 RabbitMQ 的死信交换机和消息的存活时间 TTL（Time To Live）。
2. 在 RabbitMQ 3.5.7 及以上的版本提供了一个插件（rabbitmq-delayed-message-exchange）来实现延迟队列功能。同时，插件依赖 Erlang/OPT 18.0 及以上。

AMQP 协议以及 RabbitMQ 本身没有直接支持延迟队列的功能，但是可以通过 TTL 和 DLX 模拟出延迟队列的功能。

如何保证消息可靠性

消息到 MQ 的过程中搞丢，MQ 自己搞丢，MQ 到消费过程中搞丢。

• 生产者到 RabbitMQ：事务机制和 Confirm 机制，注意：事务机制和 Confirm 机制是互斥的，两者不能共存，会导致 RabbitMQ 报错。
• RabbitMQ 自身：持久化、集群、普通模式、镜像模式。
• RabbitMQ 到消费者：basicAck 机制、死信队列、消息补偿机制